Bombas nucleares

A diferença entre fissão e fusão nuclear

Carlos Alberto Campagner*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação

Diagrama de uma bomba de fusão de dois núcleos

Na área da ficção literária, o autor de “Anjos e Demônios”, Dan Brown, fez sucesso falando sobre uma bomba de antimatéria, que na realidade não existe. Em matéria de bombas não-convencionais, atualmente, o que há são as chamadas bombas radioativas sujas (uma bomba normal, mas que contém material radioativo a ser liberado na explosão).

Além disso, existem as bombas nucleares, ou superbombas, que podem ser de dois tipos: as bombas de fissão e as de fusão. Para compreender como elas funcionam, é preciso, antes de mais nada, conhecer o conceito que segue:

Isótopo

Isótopos são átomos de um elemento químico que possuem, em seu núcleo, um número de nêutrons diferente do elemento original. Assim, o urânio tem uma massa atômica 238, sendo o seu isótopo o U-235 – o que significa que em seu núcleo possui três nêutrons a menos.

A partir disso, poderemos compreender as superbombas.

Bomba de fissão

O termo fissão significa quebra. Então, na bomba de fissão, ou bomba atômica, o núcleo de um átomo se rompe.

O isótopo de urânio 235, por ter três nêutrons a menos, captura nêutrons livres que se tornam altamente instáveis. Esta instabilidade é tamanha que ele se quebra em dois outros (bário e criptônio) e libera três nêutrons, gerando uma quantidade enorme de energia.

Esses três nêutrons tendem a romper outros três núcleos, os quais libertarão nove nêutrons, que libertarão 27 e, assim, sucessiva e exponencialmente. Se essa reação for muito rápida, ocorre uma grande explosão.

Massa crítica

Como o urânio 235 é muito instável, a simples concentração de uma quantidade (por volta de 3,5 quilos) pode iniciar essa reação. A essa massa mínima, suficiente para iniciar o processo, dá-se o nome de massa crítica.

A simples obtenção de massa crítica não necessariamente a fará explodir, mas a sua temperatura pode alcançar milhares de graus e, como numa bomba, acontecerão emissões alfa, beta e gama (vide radioatividade)

Bomba de fusão

A fusão significa a união de dois ou mais núcleos, resultando em um novo elemento mais pesado. Quando isso acontece, o novo elemento formado é mais estável, daí a grande liberação de energia.

Quando dois isótopos de hidrogênio se fundem formam um átomo de hélio. Esta reação é a responsável pela energia do Sol e das maiorias das estrelas. Dá para imaginar a sua potência, não é?

Para o início de uma reação como essa, necessita-se de altas pressões e altas temperaturas. No Sol, isso é conseguido pela enorme massa dele mesmo, que provoca altíssimas pressões, e pela continuidade das reações de fusão.

Na bomba H, essas pressões e temperaturas são obtidas com a detonação de uma bomba de fissão, que é o detonador. A bomba de hidrogênio é mil vezes mais potente que a de urânio.

A energia de fissão nuclear

A energia de fissão nuclear já foi domada e pode servir para fins pacíficos, como a produção de energia elétrica. Já a energia de fusão ainda está em estudos, embora muito provavelmente também possam se adequar às mesmas finalidades.

Reatores de fusão já estão em funcionamento dentro de laboratórios, só que a energia gasta para o controle da fusão é maior que a energia aproveitada. Ou seja, na relação custo x benefício, elas ainda deixam a desejar.

O projeto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) do qual participam Rússia, Estados Unidos, União Européia (UE), China, Japão e Coréia do Sul, pretende construir na cidade francesa de Cadarache o primeiro reator sustentável. A China, apesar de participar do ITER, anunciou recentemente que os testes de seu reator próprio (EAST) foram um sucesso.

*Carlos Alberto Campagner é engenheiro mecânico, com mestrado em mecânica, professor de pós-graduação e consultor de informática.

OBS: Artigo retirado do site www.uol.com.br